JP2001057743A - 電池保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性及びサイクル寿命の高い電池保護装置
を提供する。 【解決手段】 制御回路８は、電池電圧Ｅ１が充電禁止
電圧以下及び放電禁止電圧以上であるとき、充放電回路
に直列接続された第１及び第２のＦＥＴ６、７をオンに
制御する。電池電圧Ｅ１が充電禁止電圧以上であるとき
第１のＦＥＴ６をオフに制御し、端子電圧Ｅ２がＥ１＞
Ｅ２のときにはオンに制御する。電池電圧Ｅ１が放電禁
止電圧以下であるとき第２のＦＥＴ７をオフに制御し、
端子電圧Ｅ２がＥ１＞Ｅ２のときにはオンに制御する。
この制御により第１及び第２のＦＥＴ６、７の寄生ダイ
オード６ａ、７ａには電流が流れず、発熱による劣化が
防止できる。また、中間電圧Ｅ３の検出により分割され
た単位電池間の電圧差が所定値以上になったとき、第２
のＦＥＴ７をオフに制御して放電を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池等の二次電池を過充電や過放電から保護する電池
保護装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二次電池は適正な充放電条件を越えた過
充電や過放電がなされると破損や劣化をまねくことにな
る。特に、リチウム系二次電池は過充電の進行によって
電解液の分解に伴うガスの発生や温度上昇により電池の
破損に至りやすいため、過充電状態に陥らせない充電制
御が必要となる。そこで、過充電や過放電を防止する電
池保護装置を設け、二次電池の充放電を電池保護装置を
介して行い、過充電または過放電の状態が検出されたと
き充放電回路を遮断して二次電池を保護する手段が講じ
られる。

【０００３】図３は、特許２８７２３６５号公報に開示
された二次電池の保護装置の構成を示すもので、二次電
池３０から入出力端子３４、３５に接続する充放電回路
に第１のスイッチ素子３１と第２のスイッチ素子３２と
が直列に接続され、これらの第１及び第２の各スイッチ
素子３１、３２を制御手段３３によって導通状態と遮断
状態とに制御するように構成されている。制御手段３３
は、二次電池３０の電圧を検出して、電池電圧が過充電
状態となる充電禁止電圧以下の状態では第１のスイッチ
素子３１を導通状態に制御し、電池電圧が過放電状態と
なる放電禁止電圧以上の状態では第２のスイッチ素子３
２を導通状態に制御する。即ち、二次電池３０が適正な
充放電条件下にある状態では、第１及び第２のスイッチ
素子３１、３２は導通状態にあり、二次電池３０の充放
電回路は入出力端子３４、３５に導通接続される。

【０００４】電池電圧が前記充電禁止電圧以上になった
ときは、制御手段３３は第１のスイッチ素子３１を遮断
状態に制御するので充放電回路は遮断され、充電が停止
されて二次電池３０が過充電状態に陥ることが防止され
る。また、電池電圧が前記放電禁止電圧以下になったと
きは、制御手段３３は第２のスイッチ素子３２を遮断状
態に制御するので充放電回路は遮断され、放電が停止さ
れて二次電池３０が過放電状態に陥ることが防止され
る。

【０００５】前記第１及び第２のスイッチ素子３１、３
２は、図示するようにドレイン−ソース間にそれぞれ寄
生ダイオード３１ａ、３２ａを有している。この寄生ダ
イオード３１ａ、３２ａは、第１のスイッチ素子３１の
場合には寄生ダイオード３１ａの順方向が二次電池３０
の放電方向になるように、第２のスイッチ素子３２の場
合には寄生ダイオード３２ａの順方向が二次電池３０の
充電方向になるように、第１及び第２の各スイッチ素子
３１、３２が接続されている。

【０００６】前述のように制御手段３３は過充電を防止
するために第１のスイッチ素子３１を遮断状態に制御し
たとき、寄生ダイオード３１ａを通じて放電回路が形成
されているので、二次電池３０は寄生ダイオード３１ａ
を通じた放電が可能であり、放電により電池電圧が充電
禁止電圧より低い充電解除電圧以下になったとき、制御
手段３３は第１のスイッチ素子３１を導通状態に制御し
て、寄生ダイオード３１ａを通過させない放電状態に戻
す。また、過放電を防止するために第２のスイッチ素子
３２を遮断状態に制御したとき、寄生ダイオード３２ａ
を通じて充電回路が形成されているので、二次電池３０
は寄生ダイオード３２ａを通じた充電が可能であり、充
電により電池電圧が放電禁止電圧より高い放電解除電圧
以上になったとき、制御手段３３は第２のスイッチ素子
３２を導通状態に制御して、寄生ダイオード３２ａを通
過させない充電状態に戻す。

【０００７】このように、第１及び第２のスイッチ素子
３１、３２がそれぞれ有する寄生ダイオード３１ａ、３
２ａを利用して、充電禁止の状態での放電が可能であ
り、放電禁止の状態での充電が可能となり、二次電池３
０を過充電及び過放電から防止する回路遮断の状態でも
二次電池３０の使用を可能としている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成においては、充電禁止または放電禁止の状態から
それぞれ解除電圧に達するまでの間は寄生ダイオード３
１ａ、３２ａを通じた放電または充電がなされるため、
寄生ダイオード３１ａ、３２ａに大電流が流れたとき、
第１のスイッチ素子３１または第２のスイッチ素子３２
は発熱して劣化を来し、電池保護装置の信頼性やサイク
ル寿命の低下をまねく問題点があった。即ち、第１及び
第２のスイッチ素子３１、３２として用いられるパワー
ＭＯＳＦＥＴにおいて、そのドレイン−ソース間に電流
が流れたときの電力損失に比して、寄生ダイオードの順
方向に同一値の電流が流れたときの電力損失の方が数倍
以上に大きく、ドレイン−ソース間に流れた電流による
発熱がパワーＭＯＳＦＥＴに異常を来さない状態であっ
ても、同一値の電流が寄生ダイオードに流れるとパワー
ＭＯＳＦＥＴに熱破壊を発生させて劣化をまねくことに
なる。

【０００９】また、二次電池３０を図示されるように複
数の電池を直列接続して構成した場合に、電池電圧の検
出によって過放電の制御を行うだけでは、複数の電池そ
れぞれの電池容量のばらつきにより、過放電禁止の制御
がなされない状態においても、電池容量の低い電池は過
放電の状態に陥ることになる。極端な場合では、電池容
量の低い電池が電池容量ゼロの状態にまで放電すると、
他の電池によって逆充電され、著しい劣化を来すことに
なる。従って、複数の電池を直列接続して二次電池を構
成するときには、過放電制御は電池電圧だけでなく、各
電池の電池容量のバランスを検出して過放電制御を行う
必要がある。

【００１０】本発明が目的とするところは、スイッチン
グ素子が有する寄生ダイオードに放電電流または充電電
流が流れないように制御して、充電禁止時に放電を、放
電禁止時に充電を可能とすると共に、複数の電池を直列
接続した二次電池の過放電防止をより確実に行う電池保
護装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本願の第１発明に係る電池保護装置は、複数の単電池
を直列に接続した二次電池の正極及び負極と入出力端子
の正極及び負極との間がそれぞれ同極間で接続された充
放電回路に、第１のスイッチング手段と第２のスイッチ
ング手段とを直列に接続し、制御手段によって、二次電
池の正極、負極間の電池電圧と、二次電池を構成する複
数の単電池を均等数に分割した単位電池毎の単位電圧
と、前記入出力端子の正極、負極間の端子電圧とを検出
して、前記電池電圧が二次電池の充電を停止させる充電
禁止電圧以下であるときは前記第１のスイッチング手段
をオン状態に制御し、各単位電圧の差が所定の電圧差以
下であるときは前記第２のスイッチング手段をオン状態
に制御し、電池電圧が前記充電禁止電圧以上になったと
きに第１のスイッチング手段をオフ状態に制御してオフ
状態を保持し、端子電圧が電池電圧より低くなったとき
に第１のスイッチング手段をオン状態に制御し、各単位
電圧の差が所定の電圧差以上になったときには第２のス
イッチング手段をオフ状態に制御してオフ状態を保持
し、端子電圧が電池電圧より高くなったときには第２の
スイッチング手段をオン状態に制御することを特徴とす
る。

【００１２】上記第１発明の構成によれば、電池電圧が
充電禁止電圧以下の適正な充電条件下にあるとき、制御
手段は第１の各スイッチング手段をオン状態に制御する
ので、二次電池は入出力端子に接続されて充電が可能と
なる。電池電圧が充電禁止電圧以上になったとき、制御
手段は第１のスイッチング手段をオフ状態に制御して二
次電池への充電を停止させるが、端子電圧が電池電圧よ
り低い放電状態が検出されたときには、第１のスイッチ
ング手段をオン状態に制御して二次電池の放電を可能と
する。従って、充電禁止の制御がなされている状態で放
電を行ったとき、第１のスイッチング手段が有する寄生
ダイオードを通じて放電させることなく第１のスイッチ
ング手段をオンに制御して放電がなされ、寄生ダイオー
ドに大きな放電電流が流れることにより第１のスイッチ
ング手段が発熱し、それに伴う劣化が防止される。

【００１３】また、各単位電圧の差が所定の電圧差以下
の適正な放電条件下にあるとき、制御手段は第２のスイ
ッチング手段をオン状態に制御するので、二次電池は入
出力端子に接続されて充電が可能となる。一方、電圧差
が放電を禁止する放電禁止電圧差以上になったときは、
特定の電池が過放電状態にある可能性があり、第２のス
イッチング手段をオフ状態に制御して放電を停止させ
る。この制御により複数の電池を直列接続して二次電池
を構成した場合に、各電池の電池容量のばらつきにより
電池容量の低い電池だけが過放電状態に陥ることによる
劣化が防止され、二次電池としての電池性能の低下が防
止される。この単位電圧の電圧差による放電停止時に、
端子電圧と電池電圧との比較により充電状態が検出され
たときには、第２のスイッチング手段はオンに制御され
て充電を開始させることができる。

【００１４】また、上記目的を達成するための本願の第
２発明に係る電池保護装置は、複数の単電池を直列に接
続した二次電池の正極及び負極と入出力端子の正極及び
負極との間がそれぞれ同極間で接続された充放電回路
に、第１のスイッチング手段と第２のスイッチング手段
とを直列に接続すると共に、前記二次電池の温度を検出
する温度検出手段を配設して、制御手段によって、二次
電池の正極、負極間の電池電圧と、二次電池を構成する
複数の単電池を均等数に分割した単位電池毎の単位電圧
と、前記入出力端子の正極、負極間の端子電圧と、二次
電池の電池温度とを検出して、前記電池電圧が二次電池
の充電を停止させる充電禁止電圧以下であるときは前記
第１のスイッチング手段をオン状態に制御し、電池電圧
が前記充電禁止電圧以上になったときに第１のスイッチ
ング手段をオフ状態に制御してオフ状態を保持し、端子
電圧が電池電圧より低くなったときには第１のスイッチ
ング手段をオン状態に制御し、各単位電圧の差が所定の
電圧差以下であるときは前記第２のスイッチング手段を
オン状態に制御し、各単位電圧の差が放電を停止させる
放電禁止電圧差以上になったときには第２のスイッチン
グ手段をオフ状態に制御してオフ状態を保持し、端子電
圧が電池電圧より高くなったときには第２のスイッチン
グ手段をオン状態に制御し、前記充電禁止電圧及び放電
禁止電圧差を前記電池温度の関数で制御し、電池温度が
適正温度範囲から外れたときに第１及び第２の各スイッ
チング手段をオフ状態に制御することを特徴とする。

【００１５】上記第２発明の構成によれば、電池電圧が
充電禁止電圧以下であり、各単位電圧の差が放電を禁止
する放電禁止電圧差以上の適正な充放電条件下にあると
き、制御手段は第１及び第２の各スイッチング手段をオ
ン状態に制御するので、二次電池は入出力端子に接続さ
れて充電及び放電が可能となる。電池電圧が充電禁止電
圧以上になったとき、制御手段は第１のスイッチング手
段をオフ状態に制御して二次電池への充電を停止させる
が、端子電圧が電池電圧より低い放電状態が検出された
ときには、第１のスイッチング手段をオン状態に制御し
て二次電池の放電を可能とする。従って、充電禁止の制
御がなされている状態で放電を行ったとき、第１のスイ
ッチング手段が有する寄生ダイオードを通じて放電させ
ることなく第１のスイッチング手段をオンに制御して放
電がなされ、寄生ダイオードに大きな放電電流が流れる
ことにより第１のスイッチング手段が発熱し、それに伴
う劣化が防止される。

【００１６】また、各単位電圧の差が放電禁止電圧差以
上になったときは、特定の電池が過放電状態にある可能
性があり、第２のスイッチング手段をオフ状態に制御し
て放電を停止させる。この制御により複数の電池を直列
接続して二次電池を構成した場合に、各電池の電池容量
のばらつきにより電池容量の低い電池だけが過放電状態
に陥ることによる劣化が防止され、二次電池としての電
池性能の防止される。この単位電圧の電圧差による放電
停止時に、端子電圧と電池電圧との比較により充電状態
が検出されたときには、第２のスイッチング手段はオン
に制御されて充電を開始させることができる。

【００１７】上記充電禁止電圧及び放電禁止電圧差は電
池温度の変化によって制御されるので、電池温度が適正
温度範囲を外れたときには充電禁止電圧及び放電禁止電
圧差が変化して電圧条件が適正な状態であっても第１及
び第２のスイッチング手段のオフ状態への制御がなさ
れ、適正な温度範囲を外れた状態での二次電池の充放電
による劣化や破損が防止される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１９】図１は、第１の実施形態に係る電池保護装
置１の構成を示すもので、リチウムイオン二次電池とし
て形成された複数の単電池５ａを直列接続した二次電池
５に電池保護装置１を接続した電池電源装置として構成
したもので、入出力端子１１、１２に充電器を接続して
二次電池５を充電し、入出力端子１１、１２に電池使用
機器を接続して二次電池５から放電するとき、電池保護
装置１は二次電池５が過充電及び過放電の状態に陥らな
いように制御する。

【００２０】図１において、電池保護装置１は、第１の
ＦＥＴ（第１のスイッチング手段）６及び第２のＦＥＴ
（第２のスイッチング手段）７と、制御回路（制御手
段）８とを備えて構成されている。二次電池５の正極及
び負極と、電池電源装置の正極入出力端子１１及び負極
入出力端子１２との間を接続する充放電回路は、二次電
池５の正極は電池電源装置の正極入出力端子１１に接続
され、二次電池５の負極は前記第１のＦＥＴ６及び第２
のＦＥＴ７を介して負極入出力端子１２に接続されてい
る。第１及び第２の各ＦＥＴ６、７は、それぞれ寄生ダ
イオード６ａ、７ａを有するパワーＭＯＳＦＥＴとして
構成され、第１のＦＥＴ６は寄生ダイオード６ａの順方
向が二次電池５の放電方向になるように、第２のＦＥＴ
７は寄生ダイオード７ａの順方向が二次電池５の充電方
向になるようにそれぞれ接続されている。この第１及び
第２の各ＦＥＴ６、７は、制御回路８からそれぞれのゲ
ートに印加される制御電圧によってソース−ドレイン間
がオン（導通）またはオフ（遮断）の状態に制御され
る。

【００２１】制御回路８は、二次電池５の正負両極間の
電池電圧Ｅ１と、正極入出力端子１１と負極入出力端子
１２との間の端子電圧Ｅ２と、複数の単電池５ａを直列
接続した中間の中間電圧Ｅ３とを検出して、これらの電
池電圧Ｅ１、端子電圧Ｅ２及び中間電圧Ｅ３の状態に応
じて第１及び第２の各ＦＥＴ６、７をオンまたはオフの
状態に制御する。

【００２２】前記電池電圧Ｅ１が二次電池５の充電を禁
止する充電禁止電圧以下の正常な充電条件下にあるとき
は、制御回路８は第１のＦＥＴ６をオンに制御する。前
記充電禁止電圧以上になったときには、第１のＦＥＴ６
をオフに制御する。二次電池５は充電の進行と共に電池
電圧Ｅ１が上昇し、満充電を越える過充電は二次電池５
の劣化や破損をまねくが、充電禁止電圧を適正に設定し
ておくことによって二次電池５を過充電状態に陥らせる
ことが防止される。

【００２３】この過充電禁止の制御により第１のＦＥＴ
６がオフ状態にあるとき、その寄生ダイオード６ａの順
方向が放電方向に接続されていることにより、二次電池
５の放電は可能である。具体的に言えば、入出力端子１
１、１２に充電器を接続して充電したとき、二次電池５
が充電によって満充電となった放電禁止電圧に至った時
点で電池保護装置１によって充電が停止されるので、入
出力端子１１、１２を機器への接続に切り換えると、第
２のＦＥＴ７及び第１のＦＥＴ６の寄生ダイオード６ａ
を通じた放電回路が形成されているので、二次電池５の
放電は可能である。しかし、寄生ダイオード６ａを通じ
た放電は、前述したように大きな電流が流れたとき第１
のＦＥＴ６はその発熱により劣化をまねくことになる。
そこで、本実施形態においては、制御回路８は端子電圧
Ｅ２の検出により、端子電圧Ｅ２が電池電圧Ｅ１より高
い放電状態が検出されたとき、第１のＦＥＴ６をオンに
制御する。従って、放電電流は寄生ダイオード６ａを流
れないので、第１のＦＥＴ６の発熱による劣化は防止さ
れる。

【００２４】また、制御回路８は、二次電池５の電池電
圧Ｅ１と中間電圧Ｅ３とを検出して、二次電池５を構成
する複数の単電池５ａを２分割した単位電池毎の電圧差
を求める。即ち、直列接続された複数の単電池５ａを中
間点から２分した正極側の単位電圧（Ｅ１−Ｅ３）と、
負極側の単位電圧（Ｅ３）との電圧差を検出する。この
単位電池間の電圧差（Ｅ１−Ｅ３）−（Ｅ３）が所定の
電圧差以上になったとき、制御回路８は第２のＦＥＴ７
をオフに制御して二次電池５の放電を停止させる。

【００２５】複数の単電池５ａを直列接続して二次電池
５を構成したとき、各単電池５ａに電池容量にばらつき
があった場合や、繰り返し使用によって劣化等が均等に
進行しないことから、各単電池５ａの電池容量にアンバ
ランスが発生する。電池容量の少ない単電池５ａは先に
放電が進行して過放電状態に陥ってしまう恐れがある。
従って、電池電圧Ｅ１からでは単電池５ａの過放電が検
出されない場合があるが、上記のように単位電池間の電
圧差によって放電停止の制御を行うことにより、過放電
状態になった単電池５ａが存在する側の単位電池の電圧
は低下しているので、単位電池間の電圧差から過放電状
態が検出され、単電池５ａの劣化を防止することができ
る。

【００２６】上記過放電禁止の制御により第２のＦＥＴ
７がオフ状態に制御されているとき、その寄生ダイオー
ド７ａの順方向が充電方向に接続されていることによ
り、二次電池５の充電は可能である。具体的に言えば、
入出力端子１１、１２に電池使用機器を接続して放電が
進行して、放電禁止電圧に至った時点で電池保護装置１
によって放電が停止されることにより機器の使用が不可
となるので、入出力端子１１、１２を充電器への接続に
切り換えると、第１のＦＥＴ６及び第２のＦＥＴ７の寄
生ダイオード７ａを通じた充電回路が形成されているの
で、二次電池５の放電は可能である。しかし、寄生ダイ
オード７ａを通じた充電は、第１のＦＥＴ６と同様に第
２のＦＥＴ７は発熱により劣化をまねくことになる。そ
こで、制御回路８は端子電圧Ｅ２の検出により、端子電
圧Ｅ２が電池電圧Ｅ１より低い充電状態が検出されたと
き、第２のＦＥＴ７をオンに制御する。従って、充電電
流は寄生ダイオード７ａを流れないので、第２のＦＥＴ
７の発熱による劣化は防止される。

【００２７】次に、第２の実施形態に係る電池保護装置
２について説明する。図２は第２の実施形態に係る電池
保護装置２の構成を示すもので、第１の実施形態の構成
と共通する要素には同一の符号を付し、その説明は省略
する。

【００２８】図２において、二次電池１０は、複数の単
電池１０ａを直列接続して構成され、直列接続された中
間点の中間電圧Ｅ３の検出を可能とすると共に、二次電
池１０の温度を検出するサーミスタ（温度検出手段）１
３を備えて構成されている。

【００２９】制御回路９は、二次電池１０の正極、負極
間の電池電圧Ｅ１と、正極入出力端子１１と負極入出力
端子１２との間の端子電圧Ｅ２と、直列接続された単電
池１０ａの中間点と負極との間の中間電圧Ｅ３とを検出
すると共に、サーミスタ（温度検出手段）１３の温度に
比例する抵抗値の変化に伴って変化する温度対応電圧Ｅ
４の変化から二次電池１０の温度を検出して、これらの
電池電圧Ｅ１、端子電圧Ｅ２、中間電圧Ｅ３及び温度対
応電圧Ｅ４の状態に応じて第１及び第２の各ＦＥＴ６、
７をオンまたはオフの状態に制御する。

【００３０】制御回路９は、温度対応電圧Ｅ４が所定値
以上、即ち二次電池１０の温度が適正な温度範囲内にあ
る状態においては、電池電圧Ｅ１が二次電池１０の充電
を禁止する充電禁止電圧以下であるときは第１のＦＥＴ
６をオン状態に制御し、電池電圧Ｅ１と中間電圧Ｅ３と
から検出される単位電池間の電圧差（Ｅ１−Ｅ３）−
（Ｅ３）が所定の電圧差以下にあるときは第２のＦＥＴ
７をオン状態に制御する。即ち、電池温度が適正な状態
にあり、適正な充放電条件下にあるときには、第１及び
第２の各ＦＥＴ６、７はそれぞれオン状態に制御され
る。この制御により二次電池１０の正極及び負極は、そ
れぞれ入出力端子１１、１２に第１及び第２の各ＦＥＴ
６、７を介して接続されるので、二次電池１０の充電及
び放電が可能である。

【００３１】前記充電禁止電圧は前記温度対応電圧Ｅ４
に関連づけて制御され、充電禁止電圧以上になったと
き、第１のＦＥＴ６はオフに制御されると共に、温度対
応電圧Ｅ４が所定の範囲を外れた状態では充電禁止電圧
以上の状態に制御され、第１のＦＥＴ６はオフに制御さ
れる。二次電池１０は充電の進行と共に電池電圧Ｅ１が
上昇し、満充電を越える過充電は二次電池１０の劣化や
破損をまねくが、充電禁止電圧を適正に設定しておくこ
とによって二次電池１０を過充電状態に陥らせることが
防止される。また、電池温度が適正な温度範囲から外れ
たような状態では、二次電池１０の劣化や電池性能の低
下を来すが、温度対応電圧Ｅ４の変化により電池温度が
適正な温度範囲から外れたときには充放電回路を遮断す
ることができる。

【００３２】上記過充電禁止の制御により第１のＦＥＴ
６がオフ状態にあるとき、制御回路９は端子電圧Ｅ２の
検出により、端子電圧Ｅ２が電池電圧Ｅ１より高い放電
状態が検出されたとき、第１のＦＥＴ６をオンに制御す
る。従って、放電電流は寄生ダイオード６ａを流れない
ので、第１のＦＥＴ６の発熱による劣化は防止される。

【００３３】また、前記単位電池間の電圧差は前記温度
対応電圧Ｅ４に関連づけて制御され、制御回路９は、各
単位電圧の差が二次電池１０の放電を禁止する放電禁止
電圧差以上になったとき、第２のＦＥＴ７をオフに制御
されると共に、温度対応電圧Ｅ４が所定の範囲を外れた
状態では放電禁止電圧以上の状態に制御され、第１のＦ
ＥＴ６はオフに制御される。

【００３４】以上説明した各実施形態における二次電池
５、１０は、単電池５ａ、１０ａを直列接続して構成さ
れたものとして説明したが、単電池５ａ、１０ａを並列
接続して、これを複数組に直列接続した場合においても
同様に構成することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、充放
電回路に直列に接続されたスイッチング素子をオンまた
はオフに制御して二次電池の過充電や過放電を防止する
電池保護装置において、過充電防止時の放電または過放
電防止時の充電を行ったときに、スイッチング素子の寄
生ダイオードに放電電流または充電電流が流れ、それら
が大電流であるとき、スイッチング素子が発熱すること
による劣化が生じる問題点を、寄生ダイオードに電流を
流さない制御構成によって解決することができる。従っ
て、二次電池と共に電池パックとして一体化される電池
保護装置に劣化が生じることが防止され、信頼性が高く
サイクル寿命の長い電池保護装置を提供することができ
る。

【００３６】また、複数の単電池を直列接続して二次電
池を構成した場合に、特定の単電池が過放電状態に陥る
ことが防止され、更に、二次電池の温度が高い使用条件
下では充放電を停止させることができるので、二次電池
の劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る電池保護装置の構成を示
す回路図。

【図２】第２の実施形態に係る電池保護装置の構成を示
す回路図。

【図３】従来技術に係る電池保護装置の構成を示す回路
図。

【符号の説明】

１、２ 電池保護装置 ５ 二次電池 ６ 第１のＦＥＴ（第１のスイッチング手段） ７ 第２のＦＥＴ（第２のスイッチング手段） ８、９ 制御回路（制御手段） １１ 正極入出力端子 １２ 負極入出力端子 １３ サーミスタ（温度検出手段） Ｅ１ 電池電圧 Ｅ２ 端子電圧 Ｅ３ 中間電圧 Ｅ４ 温度対応電圧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の単電池を直列に接続した二次電池
   の正極及び負極と入出力端子の正極及び負極との間がそ
   れぞれ同極間で接続された充放電回路に、第１のスイッ
   チング手段と第２のスイッチング手段とを直列に接続
   し、 制御手段によって、二次電池の正極、負極間の電池電圧
   と、二次電池を構成する複数の単電池を均等数に分割し
   た単位電池毎の単位電圧と、前記入出力端子の正極、負
   極間の端子電圧とを検出して、 前記電池電圧が二次電池の充電を停止させる充電禁止電
   圧以下であるときは前記第１のスイッチング手段をオン
   状態に制御し、各単位電圧の差が所定の電圧差以下であ
   るときは前記第２のスイッチング手段をオン状態に制御
   し、 電池電圧が前記充電禁止電圧以上になったときに第１の
   スイッチング手段をオフ状態に制御してオフ状態を保持
   し、端子電圧が電池電圧より低くなったときに第１のス
   イッチング手段をオン状態に制御し、 各単位電圧の差が所定の電圧差以上になったときには第
   ２のスイッチング手段をオフ状態に制御してオフ状態を
   保持し、端子電圧が電池電圧より高くなったときには第
   ２のスイッチング手段をオン状態に制御することを特徴
   とする電池保護装置。
2. 【請求項２】 複数の単電池を直列に接続した二次電池
   の正極及び負極と入出力端子の正極及び負極との間がそ
   れぞれ同極間で接続された充放電回路に、第１のスイッ
   チング手段と第２のスイッチング手段とを直列に接続す
   ると共に、前記二次電池の温度を検出する温度検出手段
   を配設して、 制御手段によって、二次電池の正極、負極間の電池電圧
   と、二次電池を構成する複数の単電池を均等数に分割し
   た単位電池毎の単位電圧と、前記入出力端子の正極、負
   極間の端子電圧と、二次電池の電池温度とを検出して、 前記電池電圧が二次電池の充電を停止させる充電禁止電
   圧以下であるときは前記第１のスイッチング手段をオン
   状態に制御し、電池電圧が前記充電禁止電圧以上になっ
   たときに第１のスイッチング手段をオフ状態に制御して
   オフ状態を保持し、端子電圧が電池電圧より低くなった
   ときには第１のスイッチング手段をオン状態に制御し、 各単位電圧の差が所定の電圧差以下であるときは前記第
   ２のスイッチング手段をオン状態に制御し、各単位電圧
   の差が放電を停止させる放電禁止電圧差以上になったと
   きには第２のスイッチング手段をオフ状態に制御してオ
   フ状態を保持し、端子電圧が電池電圧より高くなったと
   きには第２のスイッチング手段をオン状態に制御し、 前記充電禁止電圧及び放電禁止電圧差を前記電池温度の
   関数で制御し、電池温度が適正温度範囲から外れたとき
   に第１及び第２の各スイッチング手段をオフ状態に制御
   することを特徴とする電池保護装置。